Teoria da Ligação Química
Código
3683
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Química
Créditos
6.0
Professor responsável
Maria Madalena Alves de C.S.D. Andrade
Horas semanais
3
Total de horas
46
Língua de ensino
Português
Objectivos
Os alunos devem adquirir conhecimentos introdutórios de química quântica e das teorias da ligação química, em particular a teoria do enlace de valência e a teoria de orbitais moleculares.
Os alunos devem obter competências na previsão de propriedades atómicas e moleculares, na previsão das estruturas de Lewis mais prováveis e da geometria das moléculas. Devem também obter competências na previsão da distribuição electrónica em moléculas usando a teoria do enlace de valência e a teoria de orbitais moleculares, assim como as consequências da distribuição electrónica nas propriedades moleculares (distância e ordem de ligação, diamagnetismo e paramagnetismo, acidez e basicidade, energia de ionização e afinidade electrónica, propriedades isolantes ou condutoras de electricidade, etc.).
Pré-requisitos
Não tem requisitos
Conteúdo
Estrutura atomica: revisão Histórica, modelo de Bohr aplicado ao átomo de Hidrogénio. Comportamento ondulatório. Princípio de Incerteza de Heisenberg. A equação de Schrödinger. Valores próprios e funções próprias. Normalização da função de onda. Movimento translacional. Partícula numa caixa unidimensional. Números quânticos e dimensionalidade da caixa. Orbitais atómicas e níveis de energia. Função de distribuição radial. Momento angular orbital e momento angular de spin. Configurações electrónicas em átomos polielectróncos. Propriedades periódicas. Estruturas de Lewis. Geometria molecular: Modelo de repulsão dos Pares Electrónicos das Camadas de Valência.
Estrutura molecular: ligação iónica, energia da rede cristalina. Ligação covalente. Teoria do Enlace de Valência. Combinação linear de orbitais atómicas, Teoria das Orbitais Moleculares. Diagramas de energia de orbitais moleculares de moléculas poliatómicas com e sem mistura sp.Conceito de Orbitais fronteira: ácido e base de Lewis; formação de aductos.
PROGRAMA DETALHADO
Revisão histórica de modelos atómicos: Thompson e modelo "plum pudding", Rutherford e modelo planetario.
Evidencias experimentais: espectros atómicos e efeito fotoelectrico. Relação de Planck. . Introdução ao modelo de Bohr. Postulados.Relação de De Broglie. Princípio de Incerteza de Heisenberg. Fenómeno de interferência de electrões como evidência experimental de carácter dual. Equação geral das ondas da mecânica clássica. Dedução da equação de Schrodinger a 1 dimensão. Modelo da partícula numa caixa. Números quânticos e dimensionalidade da caixa.
Introdução aos números quânticos e configuração electrónica. Hierarquia de energia das orbitais atómicas no átomo de H e em átomos polielectrónicos. Efeito de penetrabilidade das orbitais atómicas. Carga nuclear efectiva. Introdução as propriedades periódicas : raio atómico, raios iónicos, energia de ionização, afinidade electrónica e electronegatividade. Escala de Mulliken para a electronegatividade. Estruturas de Lewis. Híbridos de ressonância. Definição de momento dipolar. Modelo de Repulsão dos Pares Electrónicos da Camada de Valencia e geometria Molecular.
Teoria de Enlace de valência. Noção de orbital híbrida. Exemplos de moléculas com pares não ligantes e com ligações múltiplas. Teoria de orbitais moleculares. Definição de operador Hamiltoniano. Determinaçao dos coeficientes de participação das OAs na OMs para H2. Definição dos integrais de sobreposição (S), permuta (beta) e Coulomb (alfa).Condição de normalização da orbital molecular. Aproximação de Huckel. Construção de diagrama de orbitais com e sem mistura sp. Teoria de orbiatis moleculares aplicada a moléculas heteroatómicas. Diagramas de Walsh. Teoria de orbitais fronteira. Diagramas para CO e NH3. Àcidos e bases de Lewis. Aductos de Lewis (ex. NH3 BF3). Reactividade. Reacções concertadas .
Bibliografia
R. L. Deckock, H. B. Gray, Chemical Structure and Bonding, University Science Books, Sausalito, California,1989
Método de ensino
O programa de Teoria da Ligação Química é transmitido em Português ao longo de 26 horas de aulas teóricas (2 horas semanais), acompanhadas de 24 horas teórico-práticas (12 aulas TPs, 2 horas por semana) dedicadas à resolução de problemas tipo e dúvidas dos alunos.
Método de avaliação
Ao longo do semestre os alunos realizam 4 (quatro) testes. A realização de todos os testes é obrigatória, correspondendo a nota final, à média da classificação obtida nos 4 testes. Para obter aprovação é necessário que a média assim obtida seja maior ou igual a 9,45 (numa escala de 0 a 20) e que em nenhum dos testes a classificação tenha sido inferior a 6 valores.
Se em algum dos testes teve nota inferior a 6 valores, MESMO QUE A MÈDIA seja >=9,5 , o aluno deverá realizar um trabalho extra (realização da ficha de problemas que diz respeito à matéria do teste em questão) que será classificado com 1 valor. Se após a contabilização deste valor extra a nota atingir (exceder) os 9,45 , o aluno obtém aprovação, caso contrário terá que ir a exame. Esta possibilidae é concedida apenas 1 vez, i. e, não poderá ter 2 ou mais testes com nota inferior a 6 valores.
Os alunos que reprovam nos testes têm acesso a uma única época de exame - RECURSO. A aprovação neste exame, que incide sobre toda a matéria, exige uma clsasificação de pelo menos 9,45 valores (numa escala de 0 a 20) .